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光热发电续写新能源的科技神话

[日期:2012-02-17]   来源:中稳电源网  作者:中稳电源网   阅读:1106次[字体: ]

业内人士预言,“十二五”期间,太阳能可能呈现出类似风能在“十一五”期间的高速发展态势。更有专家表示,光热发电是可再生能源领域继风电、光伏发电之后新能源领域的“第三个科技神话”。近日,科技部“高效规模化太阳能热发电的基础研究”项目首席科学家黄湘接受了记者采访,和我们一起探析这一有着美好前景的新能源领域。

  问:太阳能光热发电被寄予很高的期待,其技术难点在哪里?

  黄湘:化石能源发电是一种可控的发电形式,而可再生能源的发电,绝大多数是不可控或有条件可控的发电形式。这两年全国风电运行小时数不断下降,就是由于风电装机容量不断增大,超出了电网的接纳限度,不得不弃风造成的。将来太阳能发电规模扩大,这一情况也会出现;其次,太阳能的利用要解决连续发电问题,即晚上如何发电,太阳能热发电通过储热和延时利用,将白天的太阳能用于夜晚发电,这就是近10年国际上正在积极攻关的技术难题,国外在中小型机组上应用已经成功了。

  问:这种技术对光热发电具有什么样的意义?

  黄湘:这种储热—延时发电的技术,在热电转换过程中是效率最高的发电形式,与电能—压缩空气转换、抽水蓄能等相比,具有更高的转换效率和更低的制造和运行成本,这一点决定了太阳能光热发电具有的研究价值。

  问:那什么才是太阳能储能发电的最佳形式?

  黄湘:最佳的太阳能储能发电形式尚未被证实,现阶段大家正在探索和寻找。要解决储能和发电的最佳结合,研究重点要放到发电介质上,目前蓄热介质有蒸汽、导热油和熔融盐等,而储能采用蒸汽作为储热介质,使设备成本增加,技术上已证明是不经济的。全球各地的太阳能电站实验过各种形式,比如以蒸汽为介质的无蓄热发电,导热油为介质的无蓄热、少蓄热发电,熔融盐为介质的大容量蓄热发电。目前,国际上采用熔融盐蓄热的电站最高可连续24小时发电。

问:这是不是说明技术瓶颈已经突破了呢?

  黄湘:虽然这一技术已经取得了很大的进步,但有些问题还没有解决。用于太阳能热发电的熔融盐在常温下为固体,到达一定温度(如200度左右)成为液体,这就给电站运行带来一定的安全隐患。最佳的介质是在常温下就是液体,工作温度范围和常压下不发生气化,同时单位储热量要大,导热性能要好,流动性要好,这就对材料提出了苛刻的要求。我们需要找到液态熔点更低的熔融盐,国内学者已经研究出熔点接近100度的熔融盐。

  问:发电成本是新能源发展的关键,太阳能热发电成本能否随着规模的扩大而降低?

  黄湘:的确,光热发电的成本决定了其前途。光热发电产业实现大规模商业化后,上网电价将有较大幅度下降,并逐步接近现行风电标杆电价。

  按照科技部的规划,2011年底将验收1兆瓦实验电站及研究基地。技术可行性得到证实之后,将逐步在2015年建设10兆瓦~100兆瓦示范电站;2020年建成荒漠地区100兆瓦~1000兆瓦商业实用电站;预计2020年后,光热发电开始规模化建设。

  问:光热发电的成本优势在哪里?

  黄湘:任何一种可再生能源发电形式的成本都有其极限值,不同发电方式的极限值是不同的。风力发电的极限成本最低,光热发电站建设成本则相对较高,这是因为风能和太阳能的能流密度接近,但风力发电单位千瓦钢材耗量是常规火电站的1.5倍,而光热发电是8倍。因此,光热发电的极限成本肯定不可能低于风电。但是,如果考虑到光热发电的储热能力及负荷输出特性,其成本优势将会体现出来。

  再说,任何可再生能源发电初期阶段,其成本都较高,随着效率进一步提高,成本会逐步下降。虽然目前光热发电的单位造价较高,但成本下降空间大,一旦光热发电产业步入正轨,且实现规模化、商业化发展后,建设成本将会达到合理程度。

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